UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE PÓS-GRADUAÇÃO COORDENADORIA GERAL DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA - MNPEF
PAULO DIEGO LIMA DA SILVA
USODEARDUÍNOCOMORECURSOEDUCACIONALNOENSINODEFÍSICAEM ESCOLASPÚBLICASESTADUAISDOMARANHÃO
TERESINA 2021
PAULO DIEGO LIMA DA SILVA
OUSODEARDUINOCOMORECURSOEDUCACIONALNOENSINODEFÍSICA EMESCOLASPÚBLICASESTADUAISDOMARANHÃO
Dissertação de mestrado apresentada à Coordenação do Curso de Mestrado Profissional em Ensino de Física - Polo 26, da Universidade Federal do Piauí como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ensino de Física.
Linha de Pesquisa: Recursos Didáticos para o Ensino de Física.
Orientadora: Prof. Dra. Janete Batista de Brito
TERESINA 2021
1
FICHA CATALOGRÁFICA Universidade Federal do Piauí
Sistema de Bibliotecas da UFPI – SIBi/UFPI Biblioteca Setorial do CCN
Bibliotecária: Caryne Maria da Silva Gomes. CRB/3-1461 S586u Silva, Paulo Diego Lima da.
Uso do arduíno como recurso educacional no ensino de física em escolas públicas estaduais no estado do Maranhão / Paulo Diego Lima da Silva. – 2022.
150 f.
Dissertação (Mestrado Profissinal) – Universidade Federal do Piauí, Centro de Ciências da Natureza, Pós-Graduação em Ensino de Física, Teresina, 2022.
“Orientador: Prof. Dr. Janete Batista de Brito”.
1. Física – Estudo e Ensino. 2. Arduíno. 3. Robótica na Educação. I. Brito, Janete Batista de. II.Título.
CDD 530.7
PAULO DIEGO LIMA DA SILVA
O USO DE ARDUINO COMO RECURSO EDUCACIONAL NO ENSINO DE FÍSICA EM ESCOLAS PÚBLICAS ESTADUAIS DO MARANHÃO
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Piauí no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física Aprovada em: 13 de agosto de 2021.
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________________________
Janete Batista de Brito (Orientadora) Universidade Estadual do Piauí – UESPI
___________________________________________________________________
Paulo Henrique Ribeiro Barbosa Universidade Federal do Piauí – UFPI
___________________________________________________________________
Agmael Mendonça da Silva
Universidade Estadual do Piauí – UESPI
___________________________________________________________________
Célio Aécio Borges
Universidade Federal do Piauí – UFPI
___________________________________________________________________
Antônio de Macêdo Filho
Universidade Estadual do Piauí - UESPI TERESINA, AGOSTO DE 2021
Medeiros Borges
A uma pequena flor que nasceu em uma rocha...
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por nos dar saúde, força e sabedoria necessárias para as conquistas pessoais, acadêmicas e profissionais.
Aos meus familiares pelos momentos de paciência e compreensão, e que sempre se mantiveram perto apoiando em todas as decisões fáceis e difíceis.
Aos colegas de trabalho no Instituto Dom Barreto e no Colégio Sagrado Coração de Jesus pelo apoio e discussões que me ajudaram a crescer profissionalmente.
A diretora do Colégio Sagrado Coração de Jesus, Terezinha Gomes, pelas excelentes discussões e intervenções pedagógicas que foram importantíssimas pela escolha do mestrado, e pela visão bem à frente do que conseguimos enxergar em todo um processo complexo chamado educação.
A minha orientadora, a professora Dra. Janete Batista de Brito, pela paciência e apoio desde a graduação, por orientar com sabedoria e oportunizar muito não apenas desse trabalho, com sugestões importantíssimas que me levaram ao trabalho final esperado.
A todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física da UFPI pelos conhecimentos compartilhados ao longo desses dois anos.
Ao professor Dr. Neuton Alves de Araújo, pelas contribuições e conhecimentos que foram importantíssimos para o desenvolvimento de todo o trabalho.
Aos amigos e companheiros de turma no MNPEF pelos construtivos 2 anos que trabalhamos, estudamos e pesquisamos juntos à procura de um objetivo único e realizador que ora encerramos, mas que deixaram concretizadas ótimas amizades que durarão para sempre.
À CAPES e à SBF que possibilitaram a realização deste sonho que permitiu a professores como eu e meus amigos nos tornar mestres através do MNPEF.
A uma pessoa que conheci a pouco tempo, e que se tornou muito importante para mim, obrigado pelas boas conversas, críticas e cobranças, agente de boas mudanças que ocorreram nesses últimos meses.
A todos, o meu muito obrigado!
...você trabalha muito e merece essa pausa. Aproveite cada momento... não esqueça do Sol e principalmente da Lua.
Ahhh como a Lua é linda. Será sempre nosso ponto de encontro. Se alimente bem, não beba muito álcool, beba muita água e não esqueça de usar o protetor solar. Se cuida rapaz, ainda temos muito o que conversar...
Uma pessoa me disse...
RESUMO
Atualmente o ensino de Física nas escolas enfrenta muitos desafios, sendo o maior deles a falta de motivação dos alunos. Como disciplina escolar, ela não é atrativa para a maioria dos alunos pois a dinâmica das aulas de física se limita à introdução de materiais curriculares por meio da resolução de problemas, muitas vezes sem relação com a vida cotidiana. Enquanto isso, o uso da tecnologia no ensino de ciências aumentou nos últimos anos, e os alunos estão aprendendo por meio de projetos colaborativos que usam estratégias proativas baseadas no ensino para aumentar a atenção e a participação dos alunos. Neste trabalho, propomos uma sequência de ensino organizada na forma de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) para o ensino dos conceitos de Termologia usando Arduino como elemento motivador potencializando a aprendizagem dos alunos por meio da abordagem pedagógica estruturada, permitindo que os alunos desenvolviam a capacidade de formular hipóteses, explorar soluções, edificar relações e tirar conclusões, tornando- os ativos no processo de aprendizagem, intervindo e edificando conhecimento, aproximando-os da Física como Ciência. Para este estudo optamos por utilizar microcontroladores Arduino para a aplicação da sequência didática. pela facilidade de obtenção combinado com a disponibilidade de links e ferramentas de desenvolvimento fornecidas como software livre. Os resultados demonstrar que o ensino de sequências em conjunto com experimentos baseados em Arduino formam uma unidade de aprendizagem significativa e desempenha um papel importante como elemento motivador no processo de ensino e aprendizagem de Física.
Palavras-Chave: Robótica Educacional. Arduino. Ensino de Física. Aprendizagem Significativa.
ABSTRACT
Currently, physics teaching in schools faces many challenges, the greatest of which is the lack of motivation among students. As a school subject, it is not attractive to most students because the dynamics of physics classes is limited to the introduction of curricular material through problem solving, often unrelated to everyday life.
Meanwhile, the use of technology in science education has increased in recent years, and students are learning through collaborative projects that use proactive teaching- based strategies to increase student attention and participation. In this paper, we propose a teaching sequence organized in the form of a Potentially Meaningful Teaching Unit (PMTU) for the teaching of Thermology concepts using Arduino as a motivating element, enhancing student learning through a structured pedagogical approach, allowing students to develop the ability to formulate hypotheses, explore solutions, build relationships and draw conclusions, making them active in the process of learning, intervening and building knowledge, bringing them closer to Physics as Science. For this study we chose to use Arduino microcontrollers for the application of the didactic sequence. for the ease of obtaining combined with the availability of links and development tools provided as free software. The results demonstrate that teaching sequences together with Arduino-based experiments form a meaningful learning unit and plays an important role as a motivating element in the teaching and learning process of Physics.
Keywords: Educational Robotics. Arduino. Physics Teaching. Meaningful Learning.
a. Arduino. Physics Teaching. Meaningful Learning.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01 - Arduino UNO Figura 02 – Arduinos diversos
Figura 03 – Exemplo de um projeto de Arduino para controlar LEDs Figura 04 – Principais partes do Arduino
Figura 05 – Protoboard de 400 pontos Figura 06 - Resistor
Figura 07 – Extremidade dos jumpers tipo macho (direita) e tipo fêmea (esquerda) Figura 08 – Modelos de LEDs
Figura 09 – Sensor de temperatura Termistor NTC 10K Figura 10 – Ambiente para download do Arduino IDE Figura 11 - Ambiente do Arduino IDE
Figura 12 – Comunicação do Arduino com o computador
Figura 13 – Botão para verificar se o código possui algum erro de edição Figura 14 – Botão monitor serial para monitoramento dos dados
Figura 15 - Sensação de quente e frio com o tato
Figura 16 - Relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit Figura 17 - Movimentos moleculares
Figura 18 - Energia interna e temperatura Figura 19 - Amendoim de 10 Calorias
Figura 20 – Representação em quatro fases do ciclo básico da investigação-ação.
Figura 21 – Características da pesquisa ação
Figura 22 – Centro de Ensino Albert Einstein na cidade de Coelho Neto - MA Figura 23 – Idade dos Alunos
Figura 24 – Número total de retenções
Figura 25 – Pretensões de Sequência nos Estudos Figura 26 – Hábito de estudo diário
Figura 27 – Gosto pelo estudo Figura 28 – Momento dos estudos
Figura 29 – Razões pelas quais gostam/não gostam de ir à escola Figura 30 – Tipos de atividades preferidas pelos alunos
Figura 31 – Laboratório e kits onde ocorreu o desenvolvimento do trabalho
Figura 32 – Concepções a respeito do tato como meio de medir temperatura antes do desenvolvimento da UEPS
Figura 33 – Concepções a respeito do tato como meio de medir temperatura depois do desenvolvimento da UEPS
Figura 34 – Concepções iniciais dos alunos a respeito do conceito de temperatura Figura 35 – Concepções posteriores dos alunos a respeito do conceito de temperatura Figura 36 – Concepções posteriores dos alunos a respeito do conceito de equilíbrio térmico
Figura 37 – Concepções iniciais dos alunos a respeito do conceito de calor.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS APP – Aplicativos para celulares e tablets
BNCC – Base Nacional Comum Curricular
CCN – Centro de Ciências da Natureza DF – Departamento de Física
LED – Light Emitting Diode – Diodo emissor de Luz
MNPEF – Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física PCN – Parâmetros Curriculares Nacionais
UEPS - Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 14
1.1 Motivação ... 14
1.2 Estrutura do Trabalho ... 16
2 ENSINO DE FÍSICA ... 17
2.1 O Ensino de Física Tradicional e Suas Limitações ... 17
2.2 A Importância da Experimentação no Processo de Ensino e Aprendizagem ... 19
3 BASE NACIONAL COMUM ... 23
3.1 A Proposta da Base Nacional ... 23
3.2 A Base e o Ensino de Ciências ... 32
3.3 Considerações e Sugestões ... 35
4 APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA ... 37
4.1 Considerações Iniciais... 37
4.2 Condições Essenciais para Aprendizagem Significativa ... 38
4.3 Aprendizagem Significativa ... 41
4.4 A Perspectivas Construtivistas, Robótica e Sequências Didáticas ... 42
5 ROBÓTICA EDUCACIONAL ... 46
5.1 Robótica Educacional ... 47
5.2 Robótica Educacional no Ensino de Física ... 50
5.3 Robótica Educacional com o Uso do Arduino ... 53
6. CONCEITOS INICIAIS DE TERMOLOGIA ... 66
6.1 INTRODUÇÃO ... 66
6.2 TEMPERATURA ... 67
6.3 CALOR ... 70
7 METODOLOGIA ... 74
7.1 Contextualização e Objetivo do Estudo ... 74
7.2 Caracterização do Estudo ... 75
7.3 Local e Público Envolvido ... 78
7.4 Descrição das Atividades Desenvolvidas ... 83
7.5 O Produto Educacional... 87
8 RESULTADOS ... 88
8.1 Análise da Sondagem Inicial e Final Sobre Conceitos de Termologia ... 88
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 93
REFERÊNCIAS ... 94
APÊNDICES ... 99
10.1 A – Questionário Socioeducacional dos Estudantes ... 99
10.2 B – Questionário sobre o uso da Sequência Didática e do Arduino ... 101
10.3 C - Produto Educacional... 104
14 1 INTRODUÇÃO
1.1 Motivação
O ensino de Ciências no Brasil se encontra defasado, currículos desatualizados, falta de materiais educacionais consistentes com novas formas de aprender e ensinar compatíveis com as tecnologias atuais, carências de recursos e de infraestrutura de laboratórios e a baixa carga horária tornaram as aulas monótonas e reduzidas a mera exposição da teoria dos livros.
Atualizar o ensino de ciências no Brasil de acordo com as novas demandas da sociedade tornou-se o grande desafio nos últimos 20 anos, nossas diretrizes educacionais apontam para novos objetivos educacionais e ganharam um novo sentido com as diretrizes apresentadas nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), com o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), e atualmente com a Base Nacional Curricular Comum (BNCC) e o Novo Ensino Médio, este último em fase de construção e implementação no ambiente escolar.
De fato, as mudanças curriculares são necessárias, porém, a busca por um o ensino de ciências que atenda as novas demandas sociais e os anseios dos educandos, se faz necessário contornar dificuldades relacionadas a fatores, sociais, políticos e formativos. Em relação ao aspecto social a escola deve buscar formas de garantir a presença da família no processo de educação do aluno. No aspecto político, a escola deve ter suporte estrutural e financeiro suficiente que garanta um ambiente propício para o desenvolvimento do processo educativo. Em relação ao aspecto formativo, os professores devem passar por um processo de capacitação e atualização para o uso de novas tecnologias educacionais.
Com relação às novas tecnologias educacionais, na última década pesquisas e investigações têm se desenvolvido com a intenção de subsidiar a construção de práticas pedagógicas pautadas em um processo de ensino que favoreça a aprendizagem dos estudantes de modo qualitativo, essas perspectivas emergentes no ensino de ciências, podemos citar alguns exemplos como o uso de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs), ensino por pesquisa, aprendizagem baseada em
15 problemas (PBL), aprendizagem baseada em projetos, aprendizagem baseada em jogos, gamificação e pensamento computacional, ensino híbrido, sala de aula invertida e a Cultura Maker que envolve muito da programação e da robótica, em todas essas perspectivas de ensino, também chamadas de metodologias ativas, o aluno tem um papel ativo na construção do conhecimento com apoio do docente que age como mediador, interagindo com o aluno quando necessário de maneira a facilitar o aprendizado, dessa maneira, o aluno tem a oportunidade de buscar soluções por si mesmo, eles são estimulados a resolverem problemas usando a criatividade, e com o uso de recursos tecnológicos, tem um aumento significativo no interesse e engajamento dos estudantes, e consequentemente na aprendizagem de conceitos científicos e no desenvolvimento de diversas habilidades alinhadas com as diretrizes curriculares em vigor, BNCC, e com as propostas do Novo Ensino Médio.
Como professor em algumas redes de ensino, tive contato com novas metodologias de ensino, em específico, a Cultura Maker e o Ensino de Robótica, o crescente avanço dessas tecnologias nos meios educacionais têm permitido novas abordagens no ensino de ciências, porém, ainda se fazem ausentes materiais didáticos engajados com as propostas de ensino de temas de ciências com um viés mais experimental. Entre essas novas tecnologias educacionais, a plataforma Arduino mostrou ser uma ferramenta com grandes potencialidades, por ser versátil e de simples utilização por professores e alunos, de código aberto, com hardware e software fáceis de usar, e de custo relativamente baixo. O seu uso como recurso didático nas aulas de Física apresenta grandes potencialidades, com muitas referências de suas aplicações na internet, e com muitos trabalhos acadêmicos expressando resultados da aplicação do Arduino no ensino de Física, acredita-se que a plataforma aliada a uma sequência didática bem planejada possa trazer resultados satisfatórios na aprendizagem de novas competências científicas e de conhecimentos de fenômenos baseados nas leis da natureza.
Situado nessa problemática do atual cenário do ensino médio e baseado nas perspectivas de mudanças nas diretrizes curriculares em processo de elaboração e implementação e com as potencialidades do uso do Arduino como recurso educacional com um baixo custo a ser implementado em escolas públicas na construção de laboratórios de Física e Robótica, o presente trabalho consiste na elaboração de uma sequência didática que faz o uso do Arduino no desenvolvimento
16 de práticas na área de Física Térmica que consolida conceitos e relações estabelecidas nas aulas teóricas.
1.2 Estrutura do Trabalho
Este trabalho está organizado em oito capítulos, no capítulo dois é apresentado as limitações do ensino tradicional de Física e a importância da experimentação no processo de ensino e aprendizagem. No capítulo três é discutida a implementação dos conteúdos de Ciências da Natureza da BNCC, especificamente, os conteúdos de Física. No capítulo quatro é feita uma análise sobre a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e as perspectivas construtivistas da robótica educacional. No capítulo cinco se discute as potencialidades da robótica educacional com o uso do Arduino. No capítulo seis descreve-se a metodologia utilizada para desenvolver o trabalho com o desenvolvimento de uma sequência didática aliada ao uso do Arduino para se ensinar conceitos de termologia. No capítulo sete são apresentadas as conclusões. O capítulo oito contém as considerações finais e o produto educacional resultado dessa pesquisa.
17 2 ENSINO DE FÍSICA
2.1 O Ensino de Física Tradicional e Suas Limitações
A Física possui um papel relevante no desenvolvimento da nossa sociedade e nas nossas vidas e isso desperta o interesse das pessoas. É o que mostra um levantamento inédito sobre a percepção pública da ciência e tecnologia no Brasil, com foco no público jovem, realizado pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Comunicação no ano de 2019 no Distrito Federal. A maioria dos jovens brasileiros gostam de ciência e acha que o governo deveria investir mais no setor, por outro lado, são poucos os que buscam ativamente informações sobre ciência e tecnologia em instituições de pesquisa. A maioria se informa sobre o assunto pela internet, e confessa ter dificuldade para saber se uma notícia é verdadeira.
Esse interesse dos jovens por ciências vem desde criança, fase da vida em somos cientistas natos, tiramos conclusões com base em experimentação, na vida escolar primária muitas atividades e experimentos instigam a nossa curiosidade tornando-se uma das disciplinas preferidas dessa etapa escolar. Essa metodologia de ensino que estimula a curiosidade deveria persistir por toda sua vida escolar, porém ela é abruptamente interrompida no Ensino Médio tornando as disciplinas de ciências especificamente a Física uma das piores disciplinas no ciclo final da educação básica.
Essa discrepância entre a curiosidade nata de nossas crianças e o ensino de Física atual se justifica pela falta de elementos motivadores no processo de aprendizagem. A dinâmica das aulas é restrita a uma mera exposição de conteúdos programáticos por meio de resolução de problemas, muitas vezes de caráter matemático. Os conhecimentos que não se ajustam ao mundo do estudante, que não se enquadram na realidade dele, problemas esses apontados nos Parâmetros Curriculares para o Ensino Médio (PCNEM)
O ensino de Física tem-se realizado frequentemente mediante a apresentação de conceitos, leis e fórmulas, de forma desarticulada, distanciados do mundo vivido pelos alunos e professores e não só, mas
18
também por isso, vazios de significado. Privilegia a teoria e a abstração, desde o primeiro momento, em detrimento de um desenvolvimento gradual da abstração que, pelo menos, parta da prática e de exemplos concretos.
(BRASIL, 1999, p.22).
Essa metodologia chamada de Ensino Tradicional, não leva os estudantes a se apropriarem do conhecimento, muitos dos alunos não compreende o que está sendo discutido, e os poucos que compreendem conseguem resolver certas situações problema que foram abordadas nas aulas, mas ficam sem iniciativa diante de novos problemas, eles percebem isso também, e buscam estratégias para contornar essa situação, estudam apenas para realizar uma prova ou passar de ano, o conteúdo é momentaneamente memorizado e não compreendido, ainda nos PCNEM, é ressaltado que nesse cenário, o ensino de Física
Enfatiza a utilização de fórmulas, em situações artificiais, desvinculando a linguagem matemática que essas fórmulas representam de seu significado físico efetivo. Insiste na solução de exercícios repetitivos, pretendendo que o aprendizado ocorra pela automatização ou memorização e não pela construção do conhecimento através das competências adquiridas.
Apresenta o conhecimento como um produto acabado, fruto da genialidade de mentes como a de Galileu, Newton ou Einstein, contribuindo para que os alunos concluam que não resta mais nenhum problema significativo a resolver. Além disso, envolve uma lista de conteúdos demasiadamente extensa, que impede o aprofundamento necessário e a instauração de um diálogo construtivo. (BRASIL, 1999, p.22).
A Física apresentada na escola está muito distante da Física que os estudantes vivenciam, para eles existe uma Física que é ensinada na escola e outra Física que explica os fatos do mundo real. Essa metodologia tradicional de ensino não permite ao aluno fazer essa associação da Física escolar com a sua realidade.
Devemos ressaltar aqui que nossa sociedade mudou, se tornou mais exigente em relação a uma gama nova de competências, porém nosso sistema de ensino prioriza apenas uma, a capacidade de armazenar informações. Muitos professores não estão conscientes do seu papel processo de ensino em que eles estão envolvidos, segundo Ferreira e Villani (2002),
Em geral, os professores fecham o círculo de possibilidades de explicações ao que eles conhecem de sua prática, pois acreditam ser essa a única forma para ter um certo domínio em sua interação com os alunos. Ainda hoje fórmulas e resolução de exercícios constituem atividades preferidas, ao passo que laboratório didático, simulações, história da ciência, filmes e outros recursos metodológicos raramente são utilizadas. O resultado é que os
19
alunos se convencem da extrema dificuldade da Física e poucos investem na tentativa de aprender.
Não podemos apenas culpar o professor, ele também é resultado desse processo de educação tradicional que reflete na sua prática pedagógica, viemos de muitos anos em que as diretrizes anteriores embasam essa prática tradicional, ainda nos PCNEM
Esse quadro não decorre unicamente do despreparo dos professores, nem de limitações impostas pelas condições escolares deficientes. Expressa, ao contrário, uma deformação estrutural, que veio sendo gradualmente introjetada pelos participantes do sistema escolar e que passou a ser tomada como coisa natural. Na medida em que se pretendia ou propedêutico ou técnico, em um passado não muito remoto, o Ensino Médio possuía outras finalidades e era coerente com as exigências de então. “Naquela época, o ensino “funcionava bem”, porque era propedêutico. Privilegia-se o
“desenvolvimento do raciocínio” de forma isolada, adiando a compreensão mais profunda para outros níveis de ensino ou para um futuro inexistente.
Atualmente, em um período de transição de diretrizes, a prática do professor no Ensino Médio ainda é voltada para uma prova ao fim desse ciclo escolar, o ENEM, que apesar de ter evoluído bastante no quesito avaliação e causado mudanças nos materiais didáticos e algumas metodologias, ainda é um processo avaliativo com garras cravadas no ensino tradicional. Isso faz com que se tenha uma resistência às mudanças necessárias uma vez que aluno, professor e escola são julgados por esses resultados embasados no modelo tradicional.
Percebe-se que existem várias problemáticas relacionadas e que precisam ser adequadas em conjunto para que se possa causar as mudanças almejadas na educação. Todas essas dificuldades observadas implicam em um problema central, a falta de motivação dos alunos. Nossos jovens gostam de desafios, porém nossa prática impõe um comportamento passivo impedindo que eles construam qualquer tipo de conhecimento, a capacidade criativa e o espírito crítico não são incentivados, na verdade são bloqueados.
2.2 A Importância da Experimentação no Processo de Ensino e Aprendizagem
20 No ensino tradicional a Física é considerada uma ciência abstrata, leis e teorias que explicam apenas fenômenos que ocorrem em laboratórios, o aluno não consegue perceber a presença da Física no seu dia a dia, isso é contraditório, já que muitas descobertas nas ciências tornaram nossa sociedade tecnológica e presente em nossas vidas, e apesar dos objetivos serem incluir o aluno no saber científico, com essa metodologia tradicional acabamos por excluir o aluno desse conhecimento. Isso se reflete no baixo desempenho de nossos alunos e falta de interesse generalizada.
Ainda no ciclo primário, muitos experimentos são conduzidos pelos professores de ciências, decorrentes da facilidade de execução e apreciação dos conceitos pelas crianças, no ciclo médio, é fácil perceber que as atividades experimentais são raramente utilizadas pela maioria dos professores, e são várias as justificativas, tais como: pouco tempo para planejar e montar experimentos, falta de materiais orientadores, recursos insuficientes para a aquisição de equipamentos e materiais de laboratório, número excessivo de alunos por sala, despreparo do docente etc., problemas que enraízam as deficiências existentes no ensino de Física.
Apesar dos aspectos teóricos e matemáticos, a Física é uma ciência experimental, e no contexto educacional, a utilização de experimentos para o ensino da Física tornam-se essenciais, de acordo com Araújo e Abib (2003)
A análise do papel das atividades experimentais desenvolvidas amplamente nas últimas décadas revela que há uma variedade significativa de possibilidades e tendências de uso dessa estratégia de ensino de Física, de modo que essas atividades podem ser concebidas desde situações que focalizam a mera verificação de leis e teorias, até situações que privilegiam as condições para os alunos refletirem e reverem suas ideias a respeito dos fenômenos e conceitos abordados, podendo atingir um nível de aprendizado que lhes permita efetuar uma reestruturação de seus modelos explicativos dos fenômenos (ARAÚJO, ABIB, 2003, p.177).
Dessa forma, a utilização de experimentos no ensino de Física tem sido desenvolvida nessa última década, e nesse sentido, todas elas são consensuais ao fato que a atividade experimental é uma poderosíssima ferramenta pedagógica, desde que bem conduzida, por desperta o interesse dos alunos para os temas propostos pelos professores, contribuem significativamente para a aprendizagem das
21 leis e conceitos, além de desenvolver diversas habilidades pessoais, sociais e habilidades relacionadas ao conhecimento científico, e tem sido apontada como uma das maneiras mais frutíferas de se minimizar as dificuldades de aprender e de se ensinar física de modo significativo e consistente.
Uma reflexão importante quanto a realização de experimentos é que eles não podem se tornar receitas a serem executadas reforçando o dogma das aulas expositivas e confirmando a verdade explanada nos livros didáticos, nem tão pouco serem apenas exposições de fenômenos realizadas pelo professor, o experimento deve oportunizar situações de construção e investigação realizadas pelos próprios alunos, eles devem delimitar, testar, coletar e registrar dados, interpretar e se tudo isso se tornar bastante oneroso para o desenvolvimento da aula, você pode apenas desenvolver situações problemas que os alunos possam resolver por investigação e construção, em todo caso, as leis e teorias físicas se tornam significativas muito além de uma verdade explanada no livro didático.
Se é bem explícito o uso do experimento como importante ferramenta de ensino em ciências, por que os professores não fazem o uso dessa metodologia? Das dificuldades apontadas anteriormente, a maioria dos professores argumentam que a inserção das práticas experimentais em suas aulas não gerou resultados satisfatórios diante do grande trabalho destinado à sua execução, outros podem dizer que não existe carga horária suficiente para se executar o ensino teórico e experimental em concordância e alguns ainda afirmam a falta de laboratórios e equipamentos que em geral são muito caros para aquisição em escolas públicas.
Sobre o primeiro argumento podemos destacar que as práticas não devem ser centradas no professor, isso trará para si enorme trabalho e não desenvolverá as competências que se almeja nos alunos, o uso das tecnologias educacionais deve ser centrado na prática do aluno e deve-se ter bastante cuidado com a avaliação, realizar uma atividade prática que desenvolva certas habilidades e aplicar avaliações tradicionais, claramente não trará resultados satisfatórios.
O segundo argumento é um problema pontual, sabemos que a carga horária de Física diminuiu drasticamente nos últimos anos e isso tem a ver com o péssimo desempenho no ensino dessa disciplina, em grande parte dos casos, se resume a 100 minutos semanais, existe uma tendência de que a educação básica se torne integral, e isso pode resolver o problema, porém é algo com o que não podemos contar de
22 imediato, porém existem vários materiais disponíveis em que tratam de atividades a serem desenvolvidas em 50 ou 100 minutos, o professor deve ter em mente que nem toda semana será necessário realizar uma atividade prática, o ideal é que exista uma atividade por tema ou capítulo trabalhado em sala, a discussão teórica é importante no mesmo peso que a atividade prática.
O argumento de que a ausência de um laboratório de Física representa um entrave para realização de atividades práticas é bem superficial, isso porque o professor pode investir em uma atividade mediada por um projeto sem a necessidade de um laboratório completo, onde se faz necessário apenas o material a ser utilizado na prática.
Um computador pode ser usado como recurso didático através do uso de vários aplicativos e simulações em oposição ao método tradicional. Segundo a pesquisa TIC Educação 2013, sobre o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação nas Escolas Brasileira, 99% das escolas possuem computador em seu ambiente físico.
Desta forma, os professores têm a sua disposição uma ferramenta que possa ser utilizada como instrumento de laboratório.
O professor deve ter em mente que o uso de tecnologias não é mais uma perspectiva e sim uma realidade, muitas escolas particulares já fazem uso dessas tecnologias, nossas diretrizes curriculares vigentes afirmam com ênfase que a educação deve ser mediada por esse caminho, muitas pesquisas na área de educação mostram resultados satisfatórios, a educação mesmo a passos lentos caminha nesse sentido, em muitas escolas o uso de tecnologia é realidade, é questão de tempo para a educação sofrer mudanças de acordo com as competências exigidas na era da tecnologia e informação.
23 3 BASE NACIONAL COMUM
A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) é resultado de 4 anos de discussão e elaboração de normas que orientam os rumos da educação brasileira, ela consiste em um documento que normatiza a formação dos currículos educacionais e quais são as aprendizagens essenciais a serem desenvolvidas nos alunos das escolas brasileiras públicas e particulares em todos os níveis do ensino básico.
Uma das maiores dificuldades em sua implementação como ação pedagógica se encontra na ausência de um delineamento dessas ações nas diversas áreas do conhecimento, como essas ações ainda não foram bem definidas, acreditamos que o uso da robótica e microcontroladores pode ser um caminho para o desenvolvimento de algumas dessas competências no âmbito das ciências da natureza, em especial a Física.
3.1 A Proposta da Base Nacional
A implantação da BNCC, regida como política de Estado, é parte de um grande processo de reformulação das políticas educacionais. Apesar de ser uma discussão atual, ela já vem sendo discutida e elaborada a 4 anos e sua implantação atende aos anseios de políticas educacionais que vem se consolidando a quase 30 anos, desde sua menção na no artigo 210 da Constituição Federal (CF) de 1988 onde se menciona a necessidade de se estabelecer um currículo nacional comum como estratégia de democratização do ensino
24
“Serão fixados conteúdos mínimos para o ensino fundamental, de maneira a assegurar formação básica comum e respeito aos valores culturais e artísticos, nacionais e regionais”. (artigo 210 CF/1988, p.122, 350 edição, 2012).
e posteriormente reforçada pelo artigo 26 da Lei de Diretrizes e Base da Educação Nacional (LDB) 9394/96.
Os currículos da educação infantil, do ensino fundamental e do ensino médio devem ter base nacional comum, a ser complementada, em cada sistema de ensino e em cada estabelecimento escolar, por uma parte diversificada, exigida pelas características regionais e locais da sociedade, da cultura, da economia e dos educandos (artigo 26 LDB 9394/96)
Esses dois artigos deixam bem claros dois conceitos importantes para o desenvolvimento da BNCC, o primeiro delimita o que é básico comum e o que é diverso em matéria curricular, o segundo, que o currículo deve fomentar o desenvolvimento de competências ou aprendizagens essenciais e não de conteúdos mínimos.
Além da regulamentação na Constituição Federal e na Lei de Diretrizes e Base da Educação Nacional, ela é consoante com o Plano Nacional da Educação (PNE), com a Conferência Nacional da Educação (CONAE), com o Ensino Médio Inovador (EMI), com o Pacto Nacional de Fortalecimento do Ensino Médio (PNFEM), embasada nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e nas Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) e em acordo com Plano Nacional do Livro Didático (PNLD) e implantação do Sistema Nacional de Ensino (SNE).
O objetivo das propostas é democratizar o ensino estendendo o direito a todos os estudantes brasileiros de se apropriar de habilidades e competências por meio de conteúdos significativos e motivadores, superando a fragmentação das políticas educacionais anteriores, fortalecendo o regime de colaboração entre as três esferas de governo garantindo assim o acesso e permanência dos alunos na escola, diminuindo assim a evasão escolar que se justifica pela desmotivação dos estudantes pela escola que trabalha com conteúdo distantes da sua realidade, e deixando claro que o Ensino Médio deve desenvolver habilidades para a inserção do jovem na sociedade atual.
A estrutura da Base no Ensino Médio contempla separadamente as áreas de conhecimento e dentro de cada uma delas se destaca competências gerais da área,
25 unidades temáticas com suas competências específicas e as habilidades a serem desenvolvidas a partir dessas competências. Apesar das especificidades das competências em cada área, a fundamentação pedagógica da BNCC é focada em 10 competências gerais da BNCC que acompanhará o desenvolvimento dos alunos em toda a educação básica são:
1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.
2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.
3. Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e participar de práticas diversificadas da produção artístico- cultural.
4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos, além de produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.
5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.
6. Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais, apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade.
7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que
26 respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.
8. Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo- se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas.
9. Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, suas identidades, suas culturas e suas potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza.
10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.
Todas as competências indicam o que deve ser aprendido pelos estudantes e especificando com que finalidade determinada competência deverá ser desenvolvida, elucidando a sua importância para a formação do estudante ao longo da Educação Básica. Essas competências se desdobram em habilidades que devem ser desenvolvidas em cada área do conhecimento.
Assim, a BNCC indica as orientações voltadas para o desenvolvimento dessas competências, deixando bem claro o que os alunos devem “saber fazer”
(considerando a mobilização desses conhecimentos, habilidades, atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana, do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho), superando a fragmentação do conhecimento e estimulando a sua aplicação na vida real. Devemos compreender que a BNCC não é o currículo, mas um norteador dele, e ambos têm papéis complementares para assegurar o desenvolvimentos dessas competências, essas ações devem levar em consideração os aspectos locais e as autonomias das redes e instituições de ensino, envolvendo família e comunidade, entre elas segundo a Base:
➢ Contextualizar os conteúdos dos componentes curriculares, identificando estratégias para apresentá-los, representá-los, exemplificá-los, conectá- los e torná-los significativos, com base na realidade do lugar e do tempo nos quais as aprendizagens estão situadas;
27
➢ Decidir sobre formas de organização interdisciplinar dos componentes curriculares e fortalecer a competência pedagógica das equipes escolares para adotar estratégias mais dinâmicas, interativas e colaborativas em relação à gestão do ensino e da aprendizagem;
➢ Selecionar e aplicar metodologias e estratégias didático-pedagógicas diversificadas, recorrendo a ritmos diferenciados e a conteúdos complementares, se necessário, para trabalhar com as necessidades de diferentes grupos de alunos, suas famílias e cultura de origem, suas comunidades, seus grupos de socialização etc.;
➢ Conceber e pôr em prática situações e procedimentos para motivar e engajar os alunos nas aprendizagens;
➢ Construir e aplicar procedimentos de avaliação formativa de processo ou de resultado que levem em conta os contextos e as condições de aprendizagem, tomando tais registros como referência para melhorar o desempenho da escola, dos professores e dos alunos;
➢ Selecionar, produzir, aplicar e avaliar recursos didáticos e tecnológicos para apoiar o processo de ensinar e aprender;
➢ Criar e disponibilizar materiais de orientação para os professores, bem como manter processos permanentes de formação docente que possibilitem contínuo aperfeiçoamento dos processos de ensino e aprendizagem;
➢ Manter processos contínuos de aprendizagem sobre gestão pedagógica e curricular para os demais educadores, no âmbito das escolas e sistemas de ensino.
Essas ações devem ser consideradas na organização de currículos e propostas adequados às diferentes modalidades de ensino, atendendo-se às orientações das Diretrizes Curriculares Nacionais, o próprio documento da BNCC explicita as competências que devem ser desenvolvidas em cada etapa do ensino básico e esclarece como as aprendizagens estão organizadas em cada etapa.
Com relação ao Ensino Médio, a BNCC enfatiza que essa etapa do ciclo básico representa um gargalo na educação, diante do expressivo número de evasão escolar que tem causa no desempenho insuficiente dos alunos nos últimos anos do ciclo fundamental e é agravado pela péssima organização curricular do Ensino Médio com componentes curriculares com abordagens pedagógicas distantes da cultura juvenil e do mundo do trabalho. Com esse enfoque o Ensino Médio segundo a BNCC visa
28 garantir a permanência e aprendizagem dos estudantes suprindo suas aspirações presentes e futuras, fato que a Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN), explicitam
Com a perspectiva de um imenso contingente de adolescentes, jovens e adultos que se diferenciam por condições de existência e perspectivas de futuro desiguais, é que o Ensino Médio deve trabalhar. Está em jogo a recriação da escola que, embora não possa por si só resolver as desigualdades sociais, pode ampliar as condições de inclusão social, ao possibilitar o acesso à ciência, à tecnologia, à cultura e ao trabalho (BRASIL, 2011, p. 167).
Para responder a essa necessidade a BNCC reconhece que se deve considerar a dinâmica social contemporânea marcada pelo rápido desenvolvimento tecnológico, e que essa fluidez relacionada às mudanças no mundo do trabalho e nas relações sociais representam o grande desafio na organização curricular para a educação básica, em específico do Ensino Médio.
O documento alerta ainda para a caracterização do público juvenil, aspirações e a sua importância nas definições dos rumos da sociedade, enfatizando a juventude como interlocutor legítimo do seu currículo, ensino e aprendizagem, assegurando a eles uma formação que lhes faculte definir seus projetos de vida no que diz respeito ao estudo e ao trabalho. A escola deve contribuir para a formação crítica e autônoma do estudante, abandonado a formação de conceitos prontos e apresentando-lhes um campo aberto para investigação e intervenção em aspectos sociais, produtivos, ambientais e culturais.
Por fim, a BNCC reinterpreta as finalidades do Ensino Médio estabelecidas pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB, Art. 35). A finalidade de prosseguir nos estudos, promovendo uma educação integral dos estudantes em relação aos aspectos físicos, cognitivos e socioemocionais por meio:
➢ da firme convicção na capacidade que todos os estudantes têm de aprender e de alcançar objetivos que, à primeira vista, podem parecer além das suas possibilidades;
➢ da construção de “aprendizagens sintonizadas com as necessidades, as possibilidades e os interesses dos estudantes e, também, com os desafios da sociedade contemporânea”.
29
➢ do favorecimento à atribuição de sentido às aprendizagens, por sua vinculação aos desafios da realidade e pela explicitação dos contextos de produção e circulação dos conhecimentos;
➢ do estímulo ao desenvolvimento de suas capacidades de abstração, reflexão, interpretação, proposição e ação, essenciais à autonomia pessoal, profissional, intelectual e política e do estímulo ao protagonismo dos estudantes em sua aprendizagem e na construção de seus projetos de vida; e
➢ da promoção de atitudes cooperativas e propositivas para o enfrentamento dos desafios da comunidade, do mundo do trabalho e da sociedade em geral.
A finalidade de preparação básica para o trabalho, em que se deve promover competências que os estudantes possam ser inseridos de forma crítica, criativa e responsável no mundo do trabalho, os currículos devem contemplar:
➢ explicitar que o trabalho produz e transforma a cultura e modifica a natureza;
➢ relacionar teoria e prática ou conhecimento teórico e resolução de problemas da realidade social, cultural ou natural;
➢ revelar os contextos nos quais as diferentes formas de produção e de trabalho ocorrem, sua constante modificação e atualização nas sociedades contemporâneas, em especial no Brasil; e
➢ explicitar que a preparação para o mundo do trabalho não está diretamente ligada à profissionalização precoce dos jovens – uma vez que eles viverão em um mundo com profissões e ocupações hoje desconhecidas, caracterizado pelo uso intensivo de tecnologias –, mas à abertura de possibilidades de atuação imediata, a médio e a longo prazos e para a solução de novos problemas.
Sobre a finalidade de aprimoramento do educando como pessoa humana, as escolas devem se constituir em espaços que permitam aos estudantes valorizar:
➢ a não violência e o diálogo, possibilitando a manifestação de opiniões e pontos de vista diferentes, divergentes ou conflitantes;
➢ o respeito à dignidade do outro, favorecendo o convívio entre diferentes;
➢ o combate às discriminações e às violações a pessoas ou grupos sociais;
➢ a participação política e social; e
30
➢ a construção de projetos pessoais e coletivos, baseados na liberdade, na justiça social, na solidariedade e na sustentabilidade.
Por fim a finalidade do Ensino Médio deve explicitar seu compromisso com os fundamentos científico-tecnológicos da produção dos saberes, promovendo, por meio da articulação entre diferentes áreas do conhecimento:
➢ a compreensão e a utilização dos conceitos e teorias que compõem a base do conhecimento científico, e dos procedimentos metodológicos e suas lógicas;
➢ o reconhecimento da necessidade de continuar aprendendo e aprimorando seus próprios conhecimentos;
➢ a apropriação das linguagens das tecnologias digitais e a fluência em sua utilização; e
➢ a apropriação das linguagens científicas e sua utilização na comunicação e na disseminação desses conhecimentos.
Com essas reinterpretações das finalidades no Ensino Médio, o currículo passa a ser composto por uma Base Comum e por Itinerários Formativos que deverão ser organizados conforme o contexto local e as possibilidades do sistema de ensino, são elas:
I. Linguagens e suas tecnologias;
II. Matemática e suas tecnologias;
III. ciências da natureza e suas tecnologias;
IV. Ciências humanas e sociais aplicadas;
V. Formação técnica e profissional.
Entende-se por Itinerário Formativo a maneira que se organiza os sistemas de formação profissional ou ainda, as formas de acesso às profissões. Nesse modelo se valoriza o protagonismo juvenil, uma vez que com a oferta de vários itinerários se atende à multiplicidade de interesses dos estudantes sem referência direta a todos os componentes que tradicionalmente atendem o currículo. Resumindo, teremos um conjunto curricular que será universal e múltiplas formações por onde o estudante pode optar e seguir de acordo com suas necessidades, habilidades e anseios.
Sobre os itinerários formativos, as competências gerais da BNCC orientam como deve acontecer a oferta pelas diferentes redes de ensino. A BNCC pressupõe que essa organização por áreas de conhecimento não exclui necessariamente a disciplina com suas especificidades e saberes próprios, na verdade se busca um
31 fortalecimento das relações entre elas requerendo um trabalho conjunto entre os professores no planejamento e execução dos planos de ensino. Como citado anteriormente, cada área do conhecimento tem suas competências específicas que orientam a construção dos itinerários, a cada uma dessas competências são descritas habilidades a serem desenvolvidas durante cada etapa.
Conforme citamos anteriormente, a BNCC norteia a elaboração dos currículos do Ensino Médio definindo as aprendizagens essenciais a serem desenvolvidas, cada sistema de ensino deverá construir seu currículo e suas propostas pedagógicas, os itinerários formativos devem ser reconhecidos como estratégias flexibilização do currículo escolar possibilitando escolhas para os estudante, sempre assegurando as competências e habilidades definidas na BNCC, ficando a cargo da escola a organização que responda aos seus contextos e suas condições, desde que se crie situações de trabalho que atendam ao interesse do aluno e favoreçam seu protagonismo, como as apresentadas pela BNCC:
➢ Laboratórios: supõem atividades que envolvem observação, experimentação e produção em uma área de estudo e/ou o desenvolvimento de práticas de um determinado campo (línguas, jornalismo, comunicação e mídia, humanidades, ciências da natureza, matemática etc.).
➢ Oficinas: espaços de construção coletiva de conhecimentos, técnicas e tecnologias, que possibilitam articulação entre teorias e práticas (produção de objetos/equipamentos, simulações de “tribunais”, quadrinhos, audiovisual, legendagem, fanzine, escrita criativa, performance, produção e tratamento estatístico etc.).
➢ Clubes: agrupamentos de estudantes livremente associados que partilham de gostos e opiniões comuns (leitura, conservação ambiental, desportivo, cineclube, fã-clube, fandom etc.).
➢ Observatórios: grupos de estudantes que se propõem, com base em uma problemática definida, a acompanhar, analisar e fiscalizar a evolução de fenômenos, o desenvolvimento de políticas públicas etc. (imprensa, juventude, democracia, saúde da comunidade, participação da comunidade nos processos decisórios, condições ambientais etc.).
➢ Incubadoras: estimulam e oferecem condições ideais para o desenvolvimento de determinado produto, técnica ou tecnologia (plataformas digitais,
32 canais de comunicação, páginas eletrônicas/sites, projetos de intervenção, projetos culturais, protótipos etc.).
➢ Núcleos de estudos: desenvolvem estudos e pesquisas, promovem fóruns de debates sobre um determinado tema de interesse e disseminam conhecimentos por meio de eventos – seminários, palestras, encontros, colóquios –, publicações, campanhas etc. (juventudes, diversidades, sexualidade, mulher, juventude e trabalho etc.).
➢ Núcleos de criação artística: desenvolvem processos criativos e colaborativos, com base nos interesses de pesquisa dos jovens e na investigação das corporalidades, espacialidades, musicalidades, textualidades literárias e teatralidades presentes em suas vidas e nas manifestações culturais das suas comunidades, articulando a prática da criação artística com a apreciação, análise e reflexão sobre referências históricas, estéticas, sociais e culturais (artes integradas, videoarte, performance, intervenções urbanas, cinema, fotografia, slam, hip hop etc.).
Com esse breve panorama sobre a BNCC e sua implementação como uma realidade dos caminhos que estamos tomando em relação à educação, percebemos que diferentemente dos PCNs que apontava problemas e possíveis soluções sem ação imediata, a BNCC aliada a reforma do ensino médio prometem revolucionar o ensino e contam com fortes investimentos do governo federal, muito ainda se discute sobre os caminhos de sua implementação, pois como vem sendo discutida e encaminhada, ela também pode vir a ser um marco de grande retrocesso na educação, discutiremos a seguir aspectos positivos e negativos a respeito da proposta para o ensino de ciências, em específico a Física.
3.2 A Base e o Ensino de Ciências
O ensino de Ciências sempre esteve condicionado a efêmeras políticas públicas de governo, muitas vezes isoladas, essas ações se mostraram ineficientes em melhorias nos aspectos globais do ensino na área. Essas ações isoladas as vezes privilegiam a formação do professor, ora privilegiam a estrutura física e em outro momento o currículo, se mostram fora de sintonia de maneira que isoladas não apresentam resultados, apresentando-se como políticas ineficazes. A instabilidade de
33 políticas educacionais juntamente com pedagogias negativas e o próprio caráter epistemológico das Ciências desfavorecem o trabalho do professor que se sente perdido. Apesar da nova base ter bons prognósticos sobre os caminhos da educação, em muitos aspectos ela ainda é vaga sobre sua implementação, e deficiente sobre a aproximação da Universidade com a Escola e sobre a capacitação continuada dos professores.
A BNCC prevê que “a área de Ciências da Natureza deve contribuir com a construção de uma base de conhecimentos contextualizada, que prepare os estudantes para fazer julgamentos, tomar iniciativas, elaborar argumentos e apresentar proposições alternativas, bem como fazer uso criterioso de diversas tecnologias. O desenvolvimento dessas práticas e a interação com as demais áreas do conhecimento favorecem discussões sobre as implicações éticas, socioculturais, políticas e econômicas de temas relacionados às Ciências da Natureza.” (BRASIL, 2016, p.537). Os estudantes devem ter uma visão crítica do mundo, com base em modelos abstratos, tomar decisões éticas e responsáveis, consistentes com a resolução de situações-problema. Nesse cenário, ela propõe ampliar e sistematizar aprendizagens desenvolvidas no ciclo fundamental, aprendizagens relacionadas às temáticas Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo. No Ensino Médio, essas temáticas podem ser unificadas de modo que os estudantes compreendam de modo mais amplo os processos relacionados a elas, a BNCC propõe também que haja uma ampliação das habilidades investigativas desenvolvidas no Ensino Fundamental e que aprendam a estruturar linguagens argumentativas que permitam comunicar para diversos públicos e contextos variados por meio de mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), conhecimentos produzidos e propostas de intervenção com base em conhecimentos científicos e princípios éticos. E finalmente ela estabelece que os estudantes aprofundem seus conhecimentos a respeito das tecnologias e seu papel na sociedade e em relação às perspectivas futuras do desenvolvimento tecnológico.
Com essas orientações em articulação com as competências gerais, o Ensino de Ciências da Natureza deve garantir o desenvolvimento de competências específicas e as habilidades relacionadas a cada uma delas, as competências são:
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações
34 individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global.
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis.
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC).
Pode-se notar que a BNCC em sua segunda versão apresenta seus eixos formativos e suas unidades curriculares vinculadas a competências e habilidades mostrando-se assim apenas como um rascunho dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs). Nota-se também a ausência de Física Moderna e História das Ciências, tópicos considerados positivos na primeira versão. O uso dos termos
“desenvolver”, “participar”, “relacionar”, “debater”, “produzir”, “apropriar-se” se apresentam-se ausentes de significados, e rompe com os PCNs ao apresentar uma desvinculação entre os conteúdos e as competências em que antes eram articulados.
Nota-se ainda a ausência de um fomento quanto à organização escolar no que diz respeito a interdisciplinaridade que é instituída em lei pelas Diretrizes Curriculares Nacionais no Ensino Médio.
Considerando as orientações da BNCC a respeito do ensino de ciências, pode- se perceber uma normatização em temos gerais sobre as competências que os alunos devem desenvolver, porém acaba reiterando algumas ideias previstas nos PCNs sem fomentar com mais detalhes os caminhos sobre como os alunos devem adquirir essas competências e os conhecimentos a respeito das ciências, deixando em aberto os meios que os professores deverão usar para atingir os objetivos. Isso é um grande entrave em sua real implementação, os documentos norteadores dizem o que deve ser feito sem fornecer as ferramentas necessárias para que o processo seja realmente efetivado, deixando a cargo dos professores a importante tarefa de definir os
35 caminhos dessa implementação o que pode gerar incoerências e a fragmentação educacional.
Em outro aspecto da BNCC e sua implementação em relação a Física, se faz necessário um amplo programa de formação inicial e continuada de professores em números suficientes para atender a demanda atual. Além da formação inicial dos professores de Física, é imprescindível criar mecanismos de incentivar e garantir a formação continuada dos professores ao longo de suas carreiras. E, obviamente, o sucesso na melhoria da formação dos professores passa, necessariamente, pela valorização profissional e econômica da profissão.
Ainda se faz necessário a discussão no contexto da BNCC a sua relação com a Política Nacional do Livro Didático, que precisa ser alinhada com a proposta de uma nova base curricular comum.
E por fim, a BNCC deve nortear os sistemas de avaliação sistemáticas em nível federal (ENEM e Prova Brasil), estadual ou regional. Se faz necessário definir tópicos que constituem o núcleo comum e que devem constituir as indicações para as matrizes de referências dos sistemas de avaliação citados, de tal forma que os alunos, professores e escolas sejam submetidos a avaliações mais igualitárias frente às diversas realidades de ensino do país. Apenas assim, os resultados dessas avaliações devem permitir uma reflexão sobre o ensino no país.
3.3 Considerações e Sugestões
Diante das considerações citadas, se faz necessário reformulações na BNCC que não podem ser resumidas a definições pontuais de conteúdo ou objetivos de aprendizagem. Sendo assim, alguns dos aspectos centrais devem ser analisados e contemplados para uma maior clareza na implementação da base:
➢ Reafirmação da importância da Física como Componente Curricular no Ensino Médio, integrante da Área de Ciências da Natureza, explicitando possíveis formas de diálogo com outros campos de conhecimento. Da mesma forma, sinalizar espaços para a construção da interdisciplinaridade no interior da própria área de ciências da natureza.
36
➢ Apresentar um número reduzido de ideias e conceitos chave em Física e suas aplicações, articulado com temas de ciência e tecnologia na sociedade contemporânea.
➢ Fortalecer o Eixo de Processos e práticas de investigação, deixando mais claro os objetivos e caminhos relacionados às questões da experimentação e investigação em Física.
➢ Definir níveis de abordagem dos conteúdos sinalizando se possível o tratamento pretendido nas unidades.
➢ Revisar as unidades de conhecimento no Ensino Fundamental e tornar mais claro a integração dos conteúdos trabalhados nessa etapa do ensino e suas progressões no ensino médio.
Considerando o estágio atual de implementação da Base Nacional, deve-se desde já articular propostas com ações de formação de professores, inicial e continuada, no sentido de permitir seu próprio aprimoramento ao longo do processo de construção.
Em síntese, sendo reconhecido e valorizado os esforços de criação e implementação da Base Comum, cabe apontar o enorme cuidado em sua implementação evitando medidas precipitadas que possam desgastar o nosso fragilizado sistema de educação pública, e que nesse processo de implementação, ela possa ser refinada continuamente para que possa contemplar todos os anseios da educação esperada.
37 4 APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA
4.1 Considerações Iniciais
Considerando as perspectivas das novas tecnologias da educação, percebemos a forte tendência de ensino baseada no protagonismo do aluno, almeja- se que este seja ativo em todo o processo educacional e para fundamentar esta perspectiva nos baseamos na teoria cognitiva de David Paul Ausubel sobre a aprendizagem significativa. Publicados inicialmente em 1963 (The Psychology of Meaningful Verbal Learning) e que se desenvolveu-a durante as décadas de 1960 e 1970. No final da década de 1970, os trabalhos de Ausubel receberam contribuições de Joseph Novak, que progressivamente incumbiu-se de refinar e divulgar a teoria da
38 aprendizagem significativa modificando o foco do ensino do modelo estímulo → resposta → reforço positivo para o modelo aprendizagem significativa → mudança conceitual → construtivismo.
Um dos aspectos importantes dessa teoria é que a aprendizagem significativa ocorre quando há um processo de interação entre os novos conceitos e os conceitos que já foram aprendidos, isto é, novos conhecimentos são incorporados ou assimilados para que modifique estruturas prévias resultando em um novo ponto de ancoragem na estrutura cognitiva do aluno.
A aprendizagem significativa se desenvolve quando o educando tem a capacidade de transferir esse conhecimento para a sua possível utilização em um contexto diferente daquele em que ela se concretizou, diferentemente da aprendizagem mecânica, em que a carência de pontos de ancoragem, o indivíduo obtém uma aprendizagem por memorização, gerando novas estruturas cognitivas desconectadas das demais existentes e que não consegue associar essas aprendizagens em contextos diferentes.
4.2 Condições Essenciais para Aprendizagem Significativa
No contexto escolar, a teoria de Ausubel leva em consideração os conhecimentos previamente existentes no cognitivo do aluno, sejam baseados em aprendizagens mecânicas de sua vida escolar anterior ou baseadas em sua vivência, e o papel dos docentes na proposição de situações que favoreçam novas aprendizagens. De acordo com ele, há duas condições para que a aprendizagem significativa ocorra: o conteúdo a ser ensinado deve ser potencialmente revelador e o estudante precisa estar disposto a aprender. Percebemos então que em uma situação de ensino potencialmente significativa, planejada pelo professor, deve-se levar em conta o contexto no qual o estudante está inserido e o uso social do objeto a ser estudado.
Os conhecimentos prévios dos alunos constituem a variável isolada que mais influencia a aprendizagem. Incorretos ou incompletos, esses conhecimentos prévios trazem a informação de como eles pensam. Em análise, só podemos aprender a partir daquilo que já conhecemos. Somente com essas informações o docente consegue
